JP2004514269A

JP2004514269A - Heat treatment system

Info

Publication number: JP2004514269A
Application number: JP2001579342A
Authority: JP
Inventors: 佐久間　健; 重岡　隆; 李　一成
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2000-04-20
Filing date: 2001-04-17
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2021-04-17
Also published as: KR100509085B1; US20040013419A1; KR20020089504A; WO2001082348A1; US6891131B2; TW497175B; JP5049443B2

Abstract

熱処理システムは、略円形の被処理体に対して、加熱ランプシステムを用いて放射熱を与えることによって所定の熱処理を実施する。加熱ランプシステムは、被処理体に対応する同心円状に配置された複数のランプを有する。複数のランプは、被処理体の夫々のゾーンに対して個別的に制御される。The heat treatment system performs a predetermined heat treatment by applying radiant heat to a substantially circular object using a heating lamp system. The heating lamp system has a plurality of lamps arranged concentrically corresponding to the object to be processed. The plurality of lamps are individually controlled for each zone of the object.

Description

【０００１】
［技術分野］
本発明は、半導体ウェハ等の被処理体に熱処理、例えば、アニール処理、ＣＶＤ（化学気相成長）等を実施するために加熱ランプシステムを用いるシステムに関する。
【０００２】
［背景技術］
一般に、半導体集積回路を製造するためには、半導体ウェハ等のシリコン基板に対して成膜処理、アニール処理、酸化拡散処理、スパッタ処理、エッチング処理、窒化処理等の各種の処理が複数回にわたって繰り返し行われる。
【０００３】
この場合、集積回路の電気的特性や製品のスループットを高く維持するためには、上述したような各種の熱処理は、ウェハの表面全体にわたって均一に行われなくてはならない。このためには、熱処理の進行がそのときのウェハの温度に大きく依存するため、熱処理においてウェハの温度はその表面にわたって精度よく均一でなくてはならない。
【０００４】
このように、ウェハの表面における温度を均一に維持するために、様々な方法が公知である。例えば、枚様式の熱処理システムにおいて使用される一方法では、半導体ウェハが載置される載置台を回転させて温度の不均一性の発生を回避する。
【０００５】
図１及び図２は、従来技術における熱処理システムの２つの例を示す図である。
【０００６】
図１では、真空引き可能になされた処理容器２では、容器２の底部で支持される載置台４が設置され、この台の上面に半導体ウェハＷが置かれる。処理容器２の天井部には処理容器２に成膜ガス等必要な処理ガスを処理容器２内へ導入するためのシャワーヘッド６が設置されている。また、処理容器２の底部には、例えば、石英ガラスよりなる透過窓８が気密に取り付けられており、この下方には例えば、ハロゲンランプ等よりなる複数の加熱ランプ１０が反射板を兼用する回転台１２に取り付けられている。この回転台１２を回転しつつ、加熱ランプ１０からの放射熱によってウェハＷをその裏面側から加熱する。これにより、ウェハＷの表面を均一に加熱することができる。
【０００７】
図２に示す熱処理システムでは、処理容器２の側壁の一側に処理ガスを導入するガス導入ノズル１４が設けられ、他側に真空排気する排気口１６が設けられる。処理容器２の天井部及び底部に夫々石英ガラス製の透過窓１８、２０が設けられる。更に、上側透過窓１８の上方及び下側透過窓２０の下方に夫々加熱ランプ２２が配置され、それにより、ウェハＷを上下両面から加熱することができる。載置台４は、容器の底部を気密に貫通した回転軸２４に支持されており、その結果回転可能である。このシステムでは、ウェハＷを回転しつつその両側より加熱し、ウェハの表面における温度の均一性を高めるようになっている。
【０００８】
図１に示すシステムでは、加熱ランプ１０は回転されている。しかしながら、このシステムは、ウェハＷを搬出入するためのゲートバルブ２６が処理容器２の側壁に設けられる構造を有している。従って、温度的に必ずしも等方性が十分でない。その結果、ウェハＷの表面にわたって十分に均一な温度分布を実現することが可能にならない場合もある。
【０００９】
図２に示すシステムでは、ウェハＷ自体が回転されると、処理容器２の側壁の温度的等方性はそれ程問題とならない。しかしながら、上側透過窓１８が加熱ランプ２２及びウェハＷからの放射熱により非常に高温となるため、特に、成膜処理の場合には、この透過窓に成膜又は反応副生成物が付着するなどして、透過窓１８が透過する光度を変化させ、再現性を劣化させるか粒子の発生原因となるなどの不都合があった。更に、このように成膜の付着や反応副生成物の付着問題は、載置台４の裏面側に不活性な窒素ガスを微量ずつ供給するなどのＮ_２パージを行っているが、下側透過窓２０側にも程度は少ないが同様に発生していた。
【００１０】
更には、この成膜や反応副生成物の問題は、処理容器２の内壁も高温であることから、この内壁に対しても同様に発生する。従って、処理容器２を頻繁に掃除する必要がある。
【００１１】
更には、上記各透過窓８、１８、及び、２０は、耐圧性を増す必要から肉厚である。そのため、熱容量が増加し、ウェハＷの温度制御性が劣化してしまう。更には、加熱ランプとウェハＷとの間の距離は、透過窓の厚さが増すと共に大きくなる。その結果、加熱ランプの指向性が劣化する。
【００１２】
加熱ランプの指向性を改善するためには、加熱ランプの放射熱の拡散を少なくするようウェハＷの表面と加熱ランプ（図２において例えば、２２）との間の距離を小さくすることが効果的である。
【００１３】
例えば、図３Ａ及び図３Ｂは、加熱ランプの指向性と上記距離Ｄとの間の関係を示すグラフである。図３Ａは、距離Ｄが５５ｍｍの指向性を示し、図３Ｂは距離Ｄが３５ｍｍの指向性を示す。図中の各曲線は、夫々一つの加熱ランプによるウェハ上の温度依存性を示している。図から明らかなように、図３Ａの場合、各曲線のピークはなだらかである。従って、ウェハの特定のゾーンを加熱することに寄与する加熱ランプの数が大きくなり、指向性は悪化する。これに対して、図３Ｂに示す場合、各曲線のピークが鋭いので、ウェハの特定のゾーンを加熱することに寄与する加熱ランプの数は小さくなり、指向性は向上する。
【００１４】
従って、加熱ランプの指向性を改善するためには、距離Ｄを小さくすることが好ましい。しかしながら、ウェハの熱処理が真空（減圧）雰囲気で行われる場合には、石英ガラス製の透過窓２０の厚さｔは、その耐圧性を高めるために、例えば、直径が４００ｍｍのオーダーのときには３０乃至４０ｍｍのオーダーに設定しなければならない。それにより、加熱ランプの指向性が劣化するだけでなく、透過窓２０が肉厚になるためのその熱容量が増加して温度制御性が劣化する。
【００１５】
この問題を解決するためには、透過窓２０の耐圧性は、図４に示すように、この形状を例えば、略半球状のドーム形状とすることで増加され得る。しかしながら、この場合、透過窓２０自体の厚さを１０乃至２０ｍｍのオーダーに薄くすることはできるが、ドーム形状の透過窓２０の全体の高さＨが６０乃至７０ｍｍのオーダーとなってしまう。従って、この方法は、上記した、距離Ｄが小さくされなくてはならないといった問題を解決しない。
【００１６】
図５及び図６は、従来技術の熱処理システムの別の例を示す図である。図５は、熱処理システムの一般的な構造を示し、図６は、熱処理システムの加熱ランプの配置を示す平面図である。図５に示すように、処理容器１０２内には、環状の載置台１０４が設けられている。半導体ウェハＷの底部側の周縁は、載置台１０４の上部でその内周と接触しており、従って、ウェハＷは載置台１０４によって支持されている。この載置台１０４は、環状のベアリング部１０３を通じて処理容器１０９の底部で支持される円筒状の脚部１０６の上端に固定されている。これにより、載置台１０４は、円筒状の脚部１０６の円周方向に沿って回転可能である。
【００１７】
脚部１０６の円周方向に沿って脚部１０６の内壁側にラック１１０が設けられている。更には、容器１０２の下に設けられる駆動モータ１１２の駆動軸１１４は、気密に容器１０２の底部を通って上方向に突出する。駆動軸１１４は、その上部に小歯車１１６が設けられ、この小歯車１１６が上記ラック１１０と係合している。それにより、脚部１０６と、それと一体化している載置台１０４は、回転される。更に、例えば、石英ガラスよりなる平坦な透過窓１１８は、気密に処理容器１０４の上部に設けられる。透過窓１１８の上には、複数の加熱ランプ１２０が設けられている。次に、ランプ１０２からの放射熱を用いて、ウェハＷが所定の温度まで加熱される。加熱時に載置台４が回転される結果、載置台１０４に配置されるウェハＷは、回転されながら加熱される。従って、ウェハＷの表面における温度は均一となる。
【００１８】
このシステムでは、加熱ランプ１２０は、図６に示すように、例えば、略球状のランプ本体１２２と、ランプ本体１２２の背面側にあり、凹部形状の反射板１２４とを含む。それにより、放射熱を効率的に使用することができる。更には、大量の電力を供給することを可能にするためには、ランプ本体１２２は、その中にウェハＷの方にらせん状に延在するフィラメント１２６を含む。このようなタイプのランプ本体は、いわゆる「シングルエンド型ランプ本体」と称している。この場合、複数の加熱ランプ１２０が、上記半導体ウェハＷの上表面を覆うように配置されている。
【００１９】
図７及び図８は、従来技術における別の熱処理システムを示す図である。このシステムでは、上記したような球のようなランプ本体１２２の代わりに、筒形状のランプ本体１２８が加熱ランプ１４０で用いられる。このランプ本体１２８の背面側には、略半円状の反射板１３２が配置されている。各ランプ本体１２８内には、その長手方向に例えば、らせん状に巻回したフィラメント１３４が収容されており、両端に電気端子３６が設けられている。このようなタイプのランプ本体１２８をいわゆる「ダブルエンド型ランプ本体」と称している。加熱ランプ１３０は、所定の間隔で複数本並列に配置されている。
【００２０】
図５及び図６に示すように球形のランプ１２０と凹部形状の反射板１２４が使用されるとき、放射熱の指向性及び制御性は非常に良好である。しかしながら、各ランプ１２０のこのような構造では、横方向への放射熱の量が多く、これを反射させてウェハの方へ方向付けているので、反射毎にエネルギーが損失する。従って、大量のエネルギーが損失してしまう。
【００２１】
これに対して、図７及び図８に示す筒状のランプ１３０が使用されるとき、大量の放射熱がウェハに直接的に照射される。従って、エネルギー損失は比較的少ない。しかしながら、この場合、各ランプ本体１２８が覆うウェハ表面は比較的大きくなくてはならない。更には、ランプ本体１２８がウェハを横切るように配置されるため、指向性が劣化してしまう。従って、精度良くウェハの温度を均一にすることが困難となる。
【００２２】
更には、放射熱の指向性を改善するためには、ウェハＷの表面と例えば、加熱ランプ１２０（図５参照）との間の距離Ｄは、図３Ａ及び図３Ｂを参照して上記した通り、放射熱の拡散が小さくなるよう小さくされなくてはならない。更にこの場合には、図４を参照して上記した通り、透過窓の厚さを薄くするために透過窓１１８としてドーム形状の透過窓を用いることを考慮することができる。しかしながら、上記した通り、このような方法を用いても問題を根本的に解決することはできない。
【００２３】
［発明の開示］
本発明は、以上のような問題点に着目し、指向性が高く、温度制御性も良好な加熱ランプを用いた熱処理システム及び方法を提供することを目的とする。
【００２４】
本発明による熱処理システムは、略円形の被処理体に対し、加熱ランプを用いて被処理体に放射熱を与えることで所定の熱処理を実施し、加熱ランプは、被処理対に対応するように同心円状に配置される複数のランプを有し、複数のランプは、被処理体の夫々のゾーンに関して個別的に制御される。
【００２５】
それにより、例えば、個別的に夫々の同心円ゾーンに関して被処理体を加熱することが可能となる。従って、ランプの放射熱の指向性と、ウェハＷのような被処理体の温度制御性を改善することが可能となる。更には、ウェハＷの同心円状に分割されたゾーン夫々に対してウェハＷの温度を個別的に制御することにより、一つずつ夫々のゾーンに関してウェハＷの温度を制御し、それにより、高い精度でウェハＷの表面全体にわたってウェハＷの温度を均一にすることが可能となる。
【００２６】
特に、例えば、ウェハＷの周縁が自然に冷却され易いため、ウェハＷの中心から遠いところに位置するランプ夫々により大きい電力が供給される。それにより、ウェハＷを均一に加熱することができる。従って、円形のウェハＷに同心円状に対応してランプが配置されるため、夫々の同心円状に配置されたゾーンに関して夫々のランプに供給される電力を制御することでウェハＷの表面にわたってウェハＷの温度を均一にする等のような制御がしやすくなる。つまり、本発明によると、加熱ランプの構造は、円形のウェハＷの同心円状温度変化特性／分布に対応してなされる。
【００２７】
熱処理システムは、更に、
加熱ランプシステムと被処理体との間にある透過窓と、
透過窓を補強する補強部材とを有する。
【００２８】
補強部材を設けることにより、ウェハＷを気密に密閉し、熱処理が減圧又は真空雰囲気下で実施されるような処理容器が設けられる場合においても透過窓の厚さを効果的に薄くすることができる。従って、加熱ランプシステムとウェハＷとの間の距離を小さくすることができる。それにより、放射熱の指向性を更に改善することが可能となる。更には、透過窓の厚さを薄くすることにより透過窓の熱容量を減少することができるため、夫々のゾーンに対するウェハＷの温度制御性を更に改善することも可能となる。
【００２９】
更には、同心円状に配置された複数のランプに対応する同心円スリットを補強部材に形成することにより、ウェハＷを加熱するランプの放射熱を効率的に利用することが可能となる。また、補強部材にスリットを設けることにより透明な又は半透明な透過窓以外でランプとウェハＷとの間に存在するものがないため、ウェハＷの加熱をより正確に制御することができる。
【００３０】
［発明を実行する最適モード］
本発明の他の目的及び更なる特徴は、添付の図面と共に以下の詳細な説明からより明らかとなるであろう。
【００３１】
図９は、本発明の実施例における熱処理システムの構造を示す図であり、図１０は、図９の線Ａ−Ａについて取られた同じ熱処理システムの断面図である。図１１は、支持フレーム部材の平面図であり、図１２は、管状の加熱ランプの配置を示す平面図である。
【００３２】
図示するように、この熱処理システム４０は、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム等から成る円筒形に形成された処理容器４２を含む。処理容器４２の上部側壁には、処理容器４２に必要な処理ガスを導入する処理ガスノズル４４が設けられ、上記ノズル４４の反対側で処理容器４２の側壁には排気口４６が設けられる。この排気口４６に図示しない真空ポンプ等が介設されていることで処理容器４２内を真空引き可能としている。
【００３３】
処理容器４２内には、例えば、円形リング状にされた載置台として機能する支持リング４８が設けられ、それにより半導体ウェハＷのような被処理体を支持することができる。この支持リング４８は、円筒形状に成形された脚部５０の上端に接合されている。上記支持リング４８は、その内側上端部を円周方向にＬ字形状に切り欠くことによって、ウェハ保持部５１を形成している。被処理体としての半導体ウェハＷの周縁の裏側は、ウェハ保持部５１と当接されている。それにより、ウェハＷは、支持リング４９によって支持／保持されている。
【００３４】
ウェハＷの温度が例えば、最大１０００℃程度の高温になるため、支持リングは、耐熱性に優れたセラミックス例えば、ＳｉＣにより形成されている。更には、脚部５０に設けられる後述する磁石等を熱的に保護する目的で支持リング４８と脚部５０との接続部５３には断熱材料、例えば、石英ガラスが用いられている。
【００３５】
磁石部５２及びコイル部５４は、脚部５０と処理用器の下部側壁に夫々設けられる。具体的には、図１０にも示すように、磁石部５２は、脚部５０の直径方向にその外周面に互いから離間されて配置される例えば、一対の永久磁石よりなる。
【００３６】
コイル部５４は、処理容器４２の内壁面に、その周方向も所定の間隔（電気角）で配置された複数のコイルユニット５６よりなる。これらコイルユニット５６は、水平レベルにおいて磁石部５２と僅かな間隙を隔てて対向するように設置されている。コイルユニット５６には、例えば、所定の位相差の交流（電気）電流が周方向に順次流される。それにより、回転速度が制御され得る回転磁界が処理容器４２の底部近くに形成され得る。そして、回転磁界によって磁気的に吸引される磁石部５２は、回転磁界の回転に追従するように吸引される。従って、脚部５０は、回転されるようになる。
【００３７】
この場合、脚部５０の低端は、処理容器４２の底部に接合されておらず、そこから浮上可能である。具体的には、図９に示すように、脚部５０の中段には、その外周壁に沿って円形リング状の浮上用磁石部５８鍔状に取り付けられ固定されている。浮上磁石部５８は、例えば、薄板によりなり、水平方向に延在する円形リング状の永久磁石である。
【００３８】
ここでは、浮上用磁石部５８の上側がＮ極、底側がＳ極と仮定する。処理容器４２の内周壁には、鍔状の浮上用磁石部５８を自在に可動な状態で収容できるよう、水平方向及び周方向に延在して磁石保持凹部６０が形成される。
【００３９】
磁石保持凹部６０は、処理容器４２の周方向に沿ってリング状に形成される。更に、浮上用磁石部５８に浮上力を磁気的に付与するよう、磁石保持凹部６０の所定の位置には複数の浮上用磁石ユニット６２が設けられる。具体的には、図１０に示すように、磁石ユニット６２は、処理容器４２の周方向に沿って等間隔で浮上用電磁石部６２が設けられている。各浮上用電磁石手段６２は、上記浮上用磁石部５８を上下に挟み込むようにして配置された上側コイルユニット６２Ａ、６２Ｂ及び６２Ｃと、下側コイルユニット６２ａ、６２ｂ及び６２ｃを有する。
【００４０】
各コイルユニット６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ、６２ａ、６２ｂ、及び６２ｃによって生成される電磁石の力、例えば、反発力は、各コイルユニットに対して個別的に流される電流を制御することで制御可能である。この場合、電流は、電磁石の反発力を発生させ、それにより、各コイル部に上記浮上用磁石部５８に対して反発力を生ぜしめるような方向に各コイルユニットを流れるようにされる。その結果、脚部５０、つまり、浮上用磁石部５８は、浮上する。図示されていないが、脚部５０の水平位置や高さ位置を検出するセンサも設けられている。それにより、コイルユニットを流れる電流は適当に制御される。
【００４１】
一実施例では、脚部５０と支持リング４８とは、磁気浮上により非接触で回転される。しかしながら、脚部５０を処理容器４２の底部にあるベアリングによって回転可能に支持させて、処理容器４２の外側に配置した磁石により磁気結合で回転させることもできる。或いは、支持リングが図２に示すような回転軸で回転されてもよい。
【００４２】
処理容器４２の上部は開いており、この位置では、上記支持フレーム部材６６は例えば、Ｏリングのようなシーリング部材６４を介して設けられている。更に、上記支持フレーム部材６６の上には、石英ガラスよりなる透明な透過窓６８が周方向にＯリングのようなシーリング部材７０を介して気密に取り付けられている。具体的には、支持フレーム部材６６の上面が透過窓６８の下面と接触していることで透過窓６８の耐圧性が改善する。例えば、支持フレーム部材６６全体は、金属汚染等のような問題を引き起こさないアルミニウム、ステンレス鋼等の材料からなる。この支持フレーム部材６６は、図１１に示すように、円形リング状の周縁を有し、その内側には、複数の支持フレーム７２が略等間隔で互いに対して並列に形成される。図中、支持フレームの数は５である。しかしながら、実際には、ウェハＷの直径に対応する例えば、１０数本設けられる。
【００４３】
更には、複数の支持フレーム７２が本例では互いに並列に設けられているが、支持フレームの構造はこれに限定されない。例えば、複数の支持フレームが格子状になるよう互いに直交するよう設けられることも可能である。透過窓６８を面で支える支持フレーム部材６６を設けることで、透過窓６８の厚さが薄くされても高い耐圧性を維持することが可能となる。支持フレーム７２の数が増加すると、透過窓の耐圧性が改善される。しかしながら、透過窓に透過されるべき加熱ランプシステム８６によって生成される放射熱の量を考慮して、開口率（放射熱が通過できる面積の割合）が６０％以上に設定することが好ましい。この場合、具体的には、例えば、各支持フレーム７２の幅Ｌ１は１２ｍｍのオーダーであり、各隣接する支持フレーム７２の間の間隔Ｌ２は１６ｍｍのオーダーである。
【００４４】
更に、図１１に示すように、温度制御媒体路７４が、ドリルを用いたドリル処理によって支持フレーム部材７２及び支持フレーム部材６６の周縁中に設けられる。各路７４の一端は、媒体入口７６を有する入口ヘッダ７８に共通に連通されている。更に、他端は、出口ヘッダ８０を有する出口ヘッダ８２に共通に連通されている。それにより、加熱が行われるとき、加熱水等が流される。冷却が行われるとき、冷却水等が流される。従って、支持フレーム部材６６、従って、透過窓６８は、温度が制御されるよう加熱されるか冷却される。この場合、具体的には、例えば、各媒体路７４の直径Ｌ３は約３ｍｍである。
【００４５】
透過窓６８の上には、ランプ箱８４が設けられる。ランプ箱８６の中には、上記加熱ランプシステム８６が設けられ、そこから発せられる放射熱によって処理容器４２内にある半導体ウェハＷを加熱する。具体的には、図１２に示すように、加熱ランプシステム８６は、略円形である半導体ウェハＷに対応するよう同心円状に配置され、夫々の両端に電気端子９２が設けられた複数の管状の加熱ランプ９０を有する。図１２に示す例では、異なる曲げ半径を有し、略半円状であり、円弧形状を有する複数種類の略半円形筒状ダブルエンド型が加熱ランプ９０の対は、略円形の半導体ウェハＷに対応するよう同心円状に配置される。各加熱ランプ９０の電気端子９２は、電力供給線（図示せず）に接続されている。各管状の加熱ランプ９０の中には、フィラメント９４（図９参照）が２つの端子９２の間で接続されるよう設けられる。従って、各加熱ランプ９０は、例えば、ハロゲンランプである。
【００４６】
上記同心円状に配置された管状の加熱ランプ９０は、複数の同心円ゾーン、つまり、例えば、図１２に示すようにウェハＷの表面の内周ゾーン９６Ａ、中周ゾーン９６Ｂ及び外周ゾーン９６Ｃを加熱するために使用される。図１２の例では、加熱ランプ９０は、内周ゾーン９６Ａには一重円、中周ゾーン９６Ｂには二重円、外周ゾーン９６Ｃには二重円となるように配置される。しかしながら、実際には、更に多数の異なる直径の円のランプが設けられる。
【００４７】
上記各管状の加熱ランプ９０夫々の上には、図９に示すように、断面が略半円形状又は台形状の反射板９８が取り付けられている。それにより、反射された光は、ウェハＷに与えられる。図１２では、反射板９８の表示を省略されている。
【００４８】
上記管状の加熱ランプ９０は、各ゾーンに関してランプ制御部２００と接続されている。更に、処理容器４２の底部には、図９に示すように、各ゾーンに対応する複数の放射温度計が設けられ、加熱ランプ９０の温度は、夫々個別的に各放射温度計２０２を通じて得られたウェハの温度に基づいてフィードバックに従って各ゾーンに対して制御される。従って、ウェハＷの温度は、特に、半径方向において、その表面全体にわたって所定の均一な温度で維持される。
【００４９】
更に、図９に示すように、媒体路２０４が中に温度制御媒体を通すために、処理容器４２の周縁の略全体にわたって処理容器４２の側壁及び底板に形成される。側壁の一部分に設けられている媒体入口２０４Ａから、温度制御媒体が媒体路２０４の中に入れられ、側壁の別の部分に設けられた媒体出口２０４Ｂからは温度制御媒体が出される。この温度制御媒体は、支持フレーム部材６６に設けられた媒体路７４の中を流れるよう使用される温度制御媒体と同じでもよい。ウェハＷに対して実施されるべき処理に関する要求に従って、温度制御媒体は、処理容器４２の温度を制御するよう処理容器を冷却又は加熱するために使用される。支持フレーム部材６６の媒体路７４を通る温度制御媒体、及び、処理容器４２の媒体路を通る温度制御媒体は、夫々独立して温度制御が可能となるよう独立したシステムでもよい。その代わりに、温度制御媒体が媒体路７４及び１０４に連続的に流れるようなシステムを設けることも可能である。
【００５０】
図９では、半導体ウェハＷが処理容器４２の中に搬入され及び処理容器から搬出されるときゲートバルブ２０６は開閉される。更に、図示されていないが、ウェハＷの搬入搬出時に動作する、ウェハＷを昇降させるリフタピンも処理容器４２の底部に設けられる。
【００５１】
上記した、本発明の実施例における熱処理システムの動作をここで説明する。
【００５２】
第１に、半導体ウェハＷは、真空状態で維持されている処理容器４２の中に、開かれたゲートバルブ２０６を通じて図示されていないロードロック室等から搬入される。このウェハＷは、上記リフタピンを用いて支持リング４８のウェハ保持部５１上に配置され保持される。
【００５３】
ウェハＷの搬入が完了した後、ゲートバルブ２０６は閉じられ、処理容器４２は密閉され、更に、ウェハＷに対して実施されるべき処理に対応する所定の処理ガスが処理ガスノズル４４を通じて処理容器４２の中に導入され、処理容器４２中の圧力は、その中を真空にするよう減少される。次に、所定の処理圧力が処理容器４２で維持される。例えば、熱処理として成膜処理がウェハＷに対して実施される場合、成膜ガスがＮ_２ガスのようなキャリアガスと共に処理容器４２中の処理空間Ｓに導入される。
【００５４】
処理容器の天井部に設けられた加熱ランプシステム８６は、加熱ランプ９０がオンになるよう駆動される。加熱ランプシステム８６によって発せられる熱線は、透明な透過窓６８を通って処理空間Ｓに入射される。熱線は、半導体ウェハＷの上面に与えられるため、ウェハＷの表面は所定の温度に加熱される。そして、この温度で維持される。
【００５５】
同時に、処理容器４２の内側の下部に設けられた上記コイル部５４の各コイルユニット５６は、所定の位相差の交流（電気）電流が順次流れている。それにより、所定の回転速度の回転磁界が処理容器４２の内側に形成される（図１０参照）。脚部５０の磁石部５２は、回転磁界に追従するよう移動する。従って、脚部５０と支持リング４８とは、回転される。その結果、支持リング４８によって保持される半導体ウェハＷは、熱処理期間中に回転される。従って、ウェハＷの表面にわたって温度が均一である状態が維持される。
【００５６】
更に、この時点では、処理容器４２の磁石保持凹部６０に設けられた３つの各浮上用磁石部６２の上側及び下側コイルユニット６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ、６２ａ、６２ｂ、及び、６２ｃは、中に電流が流されており、それにより、これらコイルユニットとコイルユニットの間に位置する鍔状の浮上用磁石部５８との間で反発力が生成される。反発力により、鍔状の浮上用磁石部５８とそれと一体化した脚部５０とは浮上する。従って、脚部５０は、磁気浮上する状態において回転される。その結果、脚部５０は、磁気浮上する状態で安定的に回転される。それにより、脚部５０は、ベアリング等を用いないで非接触で支持される。その結果、摩擦により粒子の発生、金属汚染等の問題が回避される。
【００５７】
更には、透過窓６８の耐圧性を相当改善するよう、複数の支持フレーム７２を有する支持フレーム部材６６によって面接触状態で透過窓６８の底面が固く支持されているため、透過窓６８は補強されている。従って、透過窓６８の厚さを薄くすることができる。例えば、図５に示す従来技術のシステムでは、透過窓の厚さは、４００ｍｍの直径に対して３０乃至４０ｍｍである。しかしながら、上記した本発明の実施例では、２乃至５ｍｍのオーダーの厚さだけで十分である。従って、透過窓６８の厚さｔを著しく薄くすることが可能となる。透過窓６８の厚さｔを薄くすることにより、ウェハＷの表面と加熱ランプシステム８６との距離Ｄを小さくすることが可能となる。それにより、加熱ランプシステム８６からの放射熱の指向性を改善することが可能となる。
【００５８】
更に、媒体路７４は、図１１に示すように、冷却する場合に支持フレーム部材６６の支持フレーム７２に設けられる。冷媒、例えば、冷水のような温度制御媒体を流すことによって、支持フレーム部材６６、従って、その上にある透過窓６８を処理容器４２の室温のオーダーに温度に冷却することが可能となる。従って、支持フレーム部材６６が融けることによる金属汚染の発生、透過窓６８の底面或いは支持フレーム部材６６の表面への反応副生成物等の付着等が、特に成膜処理において回避され得る。更に、冷媒の温度及び／又は流量を制御することによって冷却温度を一定の温度に制御することで、支持フレーム部材６６及び透過窓６８がウェハＷに与える熱影響は常に一定となる。従って、熱によって敏感に影響を受けやすい、各ウェハＷに実施される熱処理の程度に差がなくなる。それにより、再現性を著しく改善することができる。透過窓６８が、処理に従う要求により加熱されるべき場合には、加熱媒体が路７４に流される。
【００５９】
同様にして、冷却が実施されるとき、温度制御媒体、例えば、冷水のような冷媒は、上記した通り処理容器４２の側壁及び底板に設けられた媒体路の中を流される。それにより、処理容器４２の側壁及び底板は、それらの表面の略全てが完全に冷たい壁の状態に入るよう冷却される。従って、成膜処理等の場合に生成される、反応副生成物又は成膜が処理用器４２の内壁に付着することが回避される。更にこの場合、冷却温度が一定となるよう冷媒の温度及び／又は流量を制御することによって、前述したと同様な理由によって、ウェハＷに対する熱処理の再現性を高めることが可能となる。
【００６０】
従って、処理容器４２の上部、つまり、透過窓６８、側壁、底壁等は、反応副生成物、成膜等が付着することから回避される。従って、生成される粒子の量は減少され、処理容器４２等を掃除する操作の回数の頻度も少なくすることができる。
【００６１】
熱処理として成膜処理が実施される場合における処理容器４２の透過窓６８、側壁、及び、底板の特定の制御温度をここで説明する。反応副生成物又は成膜の付着を回避するためには、ＳｉＨ_２Ｃｌ_２およびＮＨ_３を用いてシリコン窒化膜を堆積する場合には反応服生成物であるＮＨ_４Ｃｌ等の付着を回避するために例えば、１５０乃至５００℃のオーダーで温度が維持される。ＳｉＨ_４又はＳｉ_２Ｈ_６を用いてポリシリコン膜を堆積する場合には、例えば、０乃至４００℃のオーダーで温度が維持される。Ｔａ_２（ＯＣ_２Ｈ_５）_５（ペンタエトキシタンタル）等を用いてＴａ_２Ｏ_５を堆積する場合には原料ガス又は液化副生成物の付着を回避するために例えば、１５０℃未満で温度が維持される。温度は、ＴＥＯＳを用いてＳＩＯ_２膜を堆積する場合にはＴＥＯＳ自体の付着を回避するために例えば、１００乃至２００℃のオーダーで温度が維持される。
【００６２】
上記実施例では、加熱ランプシステム８６は、略半円形上を有するように形成された同心円状に配置された管状の加熱ランプ９０を含み、ランプ９６に供給される電力は各ゾーンに関して夫々、制御部２００の制御を通じて個別的に制御される。従って、最初に、図５及び図６に示すようにシングルエンド型ランプを使用する場合と比較して、ランプ９０から発せられる大量の放射熱は反射されないが、ウェハＷに直接的に供給される。従って、ウェハＷを効率的に加熱することが可能となる。
【００６３】
更に、前述の通り、ウェハＷの周縁は、中心と比べて比較的大量の熱を放出する。このような状況を上記実施例で取り扱うためには、上記の通りランプ９０が同心円状に配置され供給電力が各同心円ゾーン夫々に対して制御されることにより、ランプの指向性を改善し、ウェハＷの半径方向に沿って高い精度で温度制御を実施することが可能となる。従って、ウェハＷの表面の温度をウェハＷの表面にわたって均一になるよう効果的に制御することが可能となる。上記指向性は、前述したとおり、透過窓６８の厚さｔを減少させることでも改善され得る。
【００６４】
図１２の例では、各加熱ランプ９０は、半円となるように形成される。しかしながら、その円弧形状の開口角はこれに限定されず、各加熱ランプ９０を、開口角が９０℃（１／４円弧）の円弧形状、開口角が６０℃（１／６円弧）の円弧形状等に形成することもできる。更には、異なるゾーンに対して異なる開口角を有する円弧形状の管状の加熱ランプが組み合わされることも可能である。
【００６５】
図１３に示すように、円の一部だけが切り欠けられている略円形リング形状の管状の加熱ランプ１９Ａを用いることも可能である。
【００６６】
更には、図１４及び図１５に示すように、支持フレーム部材６６の中には、温度制御媒体路７４Ａを含む支持フレーム７２Ａが、これら支持フレーム７２Ａが図１４に示す同心円状に配置された円弧形状の管状の加熱ランプ９０Ｃから放出される放射熱を遮らないよう成形され得る。本例では、図１５に示すように、スリット７２Ｂが図１４に示すような各円弧形状の管状の加熱ランプ９０Ｃの位置に対応するような位置に夫々形成される。従って、ランプ９０Ｃによって放出される放射熱は、透過窓６８を通じてウェハＷに効果的に到達することができ、従って、ウェハＷを加熱することに効率的に利用される。更に、図１４及び図１５に示す構造において、各ランプ９０Ｃが夫々のスリット７２Ｂを通じて支持フレーム７２Ａによって遮られることなくウェハＷに面するため、各ランプ９０ＣがウェハＷの夫々のゾーンを直接的に加熱することが可能となる。従って、より高い精度でウェハＷの温度を制御することができる。従って、ウェハＷの温度制御性が改善される。
【００６７】
更に、図１６に示すように、夫々のゾーンに対して略同心円状に配置された多目的且つ安価な複数の直線ロッド形状の管状加熱ランプ９０Ｂを用いることもできる。この場合、各直接のロッド形状の加熱ランプ９０Ｂの長さは、夫々のゾーンの曲率に対応するよう異なるべきである。
【００６８】
更に、これら直線の管状の加熱ランプ９０Ｂを上記した円弧形状の管状の加熱ランプ９０、９０Ａと適当に組合すことも可能である。
【００６９】
更には、成膜又は反応副生成物の付着が処理によって深刻でない及び／又はそれほど問題とならない状況では、図１７に示すように処理容器４２の側壁及び底いたから媒体路２０４を設けることを省略することも可能である。
【００７０】
更に、上記実施例では、処理は、ＣＶＤプロセスのような減圧下または真空雰囲気下において実施される。しかしながら、熱処理がアニール処理や拡散処理等の大気圧雰囲気又は大気圧雰囲気に近い雰囲気下で実施される場合、図９に示すように、透過窓の耐圧性を増加させるために支持フレーム部材６６を設ける必要がない。この場合、図１８に示すように、透過窓６８は、Ｏリング６４だけを介して処理容器４２の天井部に直接的に設置される。それにより、ウェハＷの表面と加熱ランプシステム８６との間の距離Ｄを更に小さくすることが可能となる。従って、加熱ランプシステム８６の指向性は更に改善され、従って、夫々のゾーンに対する温度制御の精度を更に改善することができる。
【００７１】
上記実施例では、支持フレーム部材６６と、透過窓６８と、加熱ランプシステム８６とは処理容器４２の上部分に設置されている。しかしながら、それらを処理容器４２の底部分に設置するか、上部分及び底部分夫々に設置することも可能である。
【００７２】
被処理体は、本実施例において半導体ウェハＷであるが、本発明をガラス基板、ＬＣＤ基板等に適用することも可能である。
【００７３】
更には、本発明による全ての熱処理システムは、上記アニール処理以外のＣＶＤ処理、のような成膜処理、酸化処理等に適用することもできる。
【００７４】
本発明の各実施例において、ウェハＷの配置部分に対して加熱ランプシステムを回転することも可能である。それにより、ウェハＷを更に均一に加熱することが可能となる。
【００７５】
更に、本発明は、上記実施例に制限されず、本発明の範囲から逸脱することなく変化及び変更がなされてもよい。
【００７６】
本出願は２０００年４月２０日に出願された日本基礎出願第２０００−１１９９９７号及び第２０００−１１９９９８号に基づいており、ここで引用することによってその全内容が組み入れられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
従来技術における熱処理システムの第１の例を示す図である。
【図２】
従来技術における熱処理システムの第２の例を示す図である。
【図３】
（Ａ）は加熱ランプの指向性とランプからの距離との間の関係を示すグラフであり、（Ｂ）は加熱ランプの指向性とランプからの距離との間の関係を示すグラフである。
【図４】
一例におけるドーム形状の透過窓の断面図である。
【図５】
従来技術における熱処理システムの第３の例である。
【図６】
図５に示すシステムの加熱ランプの配置を示す図である。
【図７】
従来技術における別処理システムの第４の例である。
【図８】
図７に示すシステムの加熱ランプの配置を示す図である。
【図９】
本発明の一実施例における熱処理システムの側面の断面図である。
【図１０】
図９の線Ａ−Ａについて取られた、熱処理システムの断面図である。
【図１１】
図９に示す熱処理システムの支持フレーム部材の平面図である。
【図１２】
図９に示す熱処理システムの加熱ランプシステムの加熱ランプの配置の平面図である。
【図１３】
図９に示す熱処理システムにおいて使用されてもよい、加熱ランプシステムの加熱ランプの別の配置の平面図である。
【図１４】
図９に示す熱処理システムにおいて使用されてもよい、加熱ランプシステムの加熱ランプの別の配置の平面図である。
【図１５】
図９に示す熱処理システムにおいて図１４に示す加熱ランプシステムと一緒に使用されてもよい別の支持フレーム部材の平面図である。
【図１６】
図９に示す熱処理システムにおいて使用されてもよい加熱ランプシステムの加熱ランプの別の配置の平面図である。
【図１７】
処理容器の側壁及び底板から温度制御用の媒体路が省略されている、図９に示す本発明の実施例の変形例における熱処理システムの側面断面図である。
【図１８】
熱処理が大気圧で実施される、図９に示す本発明の第１の実施例の別の変形例における熱処理システムの側面断面図である。[0001]
[Technical field]
The present invention relates to a system using a heating lamp system for performing a heat treatment, for example, an annealing process, a CVD (Chemical Vapor Deposition), or the like on an object to be processed such as a semiconductor wafer.
[0002]
[Background Art]
Generally, in order to manufacture a semiconductor integrated circuit, various processes such as a film forming process, an annealing process, an oxidation diffusion process, a sputtering process, an etching process, and a nitriding process are repeated a plurality of times on a silicon substrate such as a semiconductor wafer. Done.
[0003]
In this case, in order to keep the electrical characteristics of the integrated circuit and the throughput of the product high, the various heat treatments described above must be performed uniformly over the entire surface of the wafer. For this purpose, since the progress of the heat treatment greatly depends on the temperature of the wafer at that time, the temperature of the wafer in the heat treatment must be accurately and uniformly over the surface.
[0004]
Thus, various methods are known for maintaining a uniform temperature at the surface of the wafer. For example, in one method used in a sheet-type heat treatment system, a mounting table on which a semiconductor wafer is mounted is rotated to avoid occurrence of temperature non-uniformity.
[0005]
1 and 2 are views showing two examples of a heat treatment system in the related art.
[0006]
In FIG. 1, in the processing container 2 which can be evacuated, a mounting table 4 supported at the bottom of the container 2 is provided, and the semiconductor wafer W is placed on the upper surface of this table. A shower head 6 for introducing a necessary processing gas such as a film forming gas into the processing container 2 into the processing container 2 is provided at a ceiling portion of the processing container 2. Further, a transmission window 8 made of, for example, quartz glass is hermetically attached to the bottom of the processing vessel 2, and a plurality of heating lamps 10 made of, for example, a halogen lamp are provided below the rotating window 8. It is attached to the table 12. While rotating the turntable 12, the wafer W is heated from the back side by the radiant heat from the heating lamp 10. Thereby, the surface of the wafer W can be heated uniformly.
[0007]
In the heat treatment system shown in FIG. 2, a gas introduction nozzle 14 for introducing a processing gas is provided on one side of the side wall of the processing container 2, and an exhaust port 16 for evacuating the other side is provided. Transmission windows 18 and 20 made of quartz glass are provided on the ceiling and the bottom of the processing container 2, respectively. Furthermore, heating lamps 22 are arranged above the upper transmission window 18 and below the lower transmission window 20, respectively, so that the wafer W can be heated from both upper and lower surfaces. The mounting table 4 is supported on a rotating shaft 24 that penetrates the bottom of the container in an airtight manner, and as a result, can be rotated. In this system, the wafer W is heated from both sides while rotating, thereby increasing the temperature uniformity on the surface of the wafer.
[0008]
In the system shown in FIG. 1, the heating lamp 10 is rotated. However, this system has a structure in which a gate valve 26 for carrying in and out the wafer W is provided on the side wall of the processing container 2. Therefore, isotropy is not always sufficient in temperature. As a result, it may not be possible to realize a sufficiently uniform temperature distribution over the surface of the wafer W.
[0009]
In the system shown in FIG. 2, when the wafer W itself is rotated, the temperature isotropy of the side wall of the processing container 2 does not matter much. However, since the temperature of the upper transmission window 18 becomes extremely high due to the radiant heat from the heating lamp 22 and the wafer W, particularly in the case of a film forming process, a film or a reaction by-product adheres to the transmission window. As a result, the luminous intensity transmitted through the transmission window 18 is changed, which causes inconveniences such as deterioration of reproducibility or generation of particles. Further, the problem of the adhesion of the film and the adhesion of the reaction by-products may be caused by a small amount of inert nitrogen gas supplied to the back surface of the mounting table 4. ₂ Although purging was performed, the same occurred to a lesser extent on the lower transmission window 20 side.
[0010]
Further, the problem of the film formation and the reaction by-product also occurs on the inner wall of the processing container 2 because the inner wall of the processing container 2 is also at a high temperature. Therefore, it is necessary to frequently clean the processing container 2.
[0011]
Further, each of the transmission windows 8, 18, and 20 is thick because it is necessary to increase the pressure resistance. Therefore, the heat capacity increases, and the temperature controllability of the wafer W deteriorates. Further, the distance between the heating lamp and the wafer W increases as the thickness of the transmission window increases. As a result, the directivity of the heating lamp deteriorates.
[0012]
In order to improve the directivity of the heating lamp, it is effective to reduce the distance between the surface of the wafer W and the heating lamp (for example, 22 in FIG. 2) so as to reduce the diffusion of the radiant heat of the heating lamp. It is.
[0013]
For example, FIGS. 3A and 3B are graphs showing the relationship between the directivity of the heating lamp and the distance D. FIG. 3A shows directivity at a distance D of 55 mm, and FIG. 3B shows directivity at a distance D of 35 mm. Each curve in the figure shows the temperature dependency on the wafer by one heating lamp. As is clear from the figure, in the case of FIG. 3A, the peak of each curve is gentle. Therefore, the number of heating lamps that contribute to heating a specific zone of the wafer increases, and the directivity deteriorates. On the other hand, in the case shown in FIG. 3B, since the peak of each curve is sharp, the number of heating lamps that contribute to heating a specific zone of the wafer is reduced, and the directivity is improved.
[0014]
Therefore, in order to improve the directivity of the heating lamp, it is preferable to reduce the distance D. However, when the heat treatment of the wafer is performed in a vacuum (reduced pressure) atmosphere, the thickness t of the transmission window 20 made of quartz glass is, for example, 30 to 30 mm when the diameter is on the order of 400 mm in order to increase the pressure resistance. Must be set on the order of 40 mm. As a result, not only the directivity of the heating lamp is deteriorated, but also the heat capacity of the transmission window 20 for increasing the wall thickness is increased, and the temperature controllability is deteriorated.
[0015]
In order to solve this problem, the pressure resistance of the transmission window 20 can be increased by making this shape a substantially hemispherical dome shape as shown in FIG. However, in this case, the thickness of the transmission window 20 itself can be reduced to the order of 10 to 20 mm, but the overall height H of the dome-shaped transmission window 20 is on the order of 60 to 70 mm. Therefore, this method does not solve the above-described problem that the distance D must be reduced.
[0016]
5 and 6 are diagrams showing another example of the heat treatment system of the related art. FIG. 5 shows a general structure of a heat treatment system, and FIG. 6 is a plan view showing an arrangement of a heating lamp of the heat treatment system. As shown in FIG. 5, an annular mounting table 104 is provided in the processing container 102. The peripheral edge on the bottom side of the semiconductor wafer W is in contact with the inner periphery at the top of the mounting table 104, and thus the wafer W is supported by the mounting table 104. The mounting table 104 is fixed to the upper end of a cylindrical leg 106 supported at the bottom of the processing container 109 through an annular bearing 103. Thus, the mounting table 104 is rotatable along the circumferential direction of the cylindrical leg 106.
[0017]
A rack 110 is provided on the inner wall side of the leg 106 along the circumferential direction of the leg 106. Further, a drive shaft 114 of a drive motor 112 provided below the container 102 projects upward through the bottom of the container 102 in an airtight manner. The drive shaft 114 is provided with a small gear 116 at an upper portion thereof, and the small gear 116 is engaged with the rack 110. Thereby, the leg 106 and the mounting table 104 integrated therewith are rotated. Furthermore, a flat transmission window 118 made of, for example, quartz glass is provided in an upper portion of the processing container 104 in an airtight manner. A plurality of heating lamps 120 are provided on the transmission window 118. Next, the wafer W is heated to a predetermined temperature by using radiant heat from the lamp 102. As a result of the mounting table 4 being rotated during heating, the wafer W placed on the mounting table 104 is heated while being rotated. Therefore, the temperature on the surface of the wafer W becomes uniform.
[0018]
In this system, as shown in FIG. 6, the heating lamp 120 includes, for example, a substantially spherical lamp body 122 and a concave reflector 124 on the back side of the lamp body 122. Thereby, radiant heat can be used efficiently. Furthermore, to enable a large amount of power to be supplied, the lamp body 122 includes a filament 126 extending spirally therein toward the wafer W. This type of lamp body is called a so-called “single-ended lamp body”. In this case, a plurality of heating lamps 120 are arranged so as to cover the upper surface of the semiconductor wafer W.
[0019]
7 and 8 are diagrams showing another heat treatment system according to the related art. In this system, a cylindrical lamp body 128 is used in the heating lamp 140 instead of the lamp body 122 such as a sphere as described above. On the rear side of the lamp body 128, a substantially semicircular reflector 132 is arranged. Each lamp body 128 accommodates, for example, a spirally wound filament 134 in its longitudinal direction, and has electric terminals 36 at both ends. Such a type of lamp body 128 is called a so-called “double-ended lamp body”. A plurality of heating lamps 130 are arranged in parallel at a predetermined interval.
[0020]
When a spherical lamp 120 and a concave reflector 124 are used as shown in FIGS. 5 and 6, the directivity and controllability of the radiant heat are very good. However, in such a configuration of each lamp 120, the amount of radiated heat in the lateral direction is large and is reflected and directed toward the wafer, so that energy is lost at each reflection. Therefore, a large amount of energy is lost.
[0021]
On the other hand, when the cylindrical lamp 130 shown in FIGS. 7 and 8 is used, a large amount of radiant heat is directly applied to the wafer. Therefore, the energy loss is relatively small. However, in this case, the wafer surface covered by each lamp body 128 must be relatively large. Further, since the lamp body 128 is arranged so as to cross the wafer, the directivity is deteriorated. Therefore, it is difficult to make the temperature of the wafer uniform with high accuracy.
[0022]
Further, in order to improve the directivity of the radiant heat, the distance D between the surface of the wafer W and, for example, the heating lamp 120 (see FIG. 5) is set as described above with reference to FIGS. 3A and 3B. Must be reduced so that the diffusion of radiant heat is reduced. Further, in this case, as described above with reference to FIG. 4, the use of a dome-shaped transmission window as the transmission window 118 to reduce the thickness of the transmission window can be considered. However, as described above, such a method cannot fundamentally solve the problem.
[0023]
[Disclosure of the Invention]
An object of the present invention is to provide a heat treatment system and method using a heating lamp having high directivity and good temperature controllability, focusing on the above problems.
[0024]
The heat treatment system according to the present invention performs a predetermined heat treatment on a substantially circular object to be processed by applying radiant heat to the object using a heating lamp, so that the heating lamp corresponds to the pair to be processed. It has a plurality of concentrically arranged lamps, the plurality of lamps being individually controlled with respect to each zone of the workpiece.
[0025]
Thereby, for example, it is possible to individually heat the object to be processed with respect to each concentric zone. Therefore, it is possible to improve the directivity of the radiant heat of the lamp and the temperature controllability of the object to be processed such as the wafer W. Further, by individually controlling the temperature of the wafer W for each of the concentrically divided zones of the wafer W, the temperature of the wafer W is controlled for each zone one by one. Thus, the temperature of the wafer W can be made uniform over the entire surface of the wafer W.
[0026]
In particular, for example, since the periphery of the wafer W is easily cooled naturally, a larger power is supplied to each of the lamps located far from the center of the wafer W. Thereby, the wafer W can be heated uniformly. Therefore, since the lamps are arranged concentrically on the circular wafer W, by controlling the power supplied to each lamp with respect to each zone arranged concentrically, the wafer W is spread over the surface of the wafer W. This makes it easier to control such as making the temperature uniform. That is, according to the present invention, the structure of the heating lamp is made corresponding to the concentric temperature change characteristic / distribution of the circular wafer W.
[0027]
The heat treatment system further
A transmission window between the heating lamp system and the object,
A reinforcing member for reinforcing the transmission window.
[0028]
By providing the reinforcing member, the thickness of the transmission window can be effectively reduced even in a case where the processing container in which the heat treatment is performed under reduced pressure or a vacuum atmosphere is provided by hermetically sealing the wafer W. . Therefore, the distance between the heating lamp system and the wafer W can be reduced. Thereby, it is possible to further improve the directivity of the radiant heat. Furthermore, since the heat capacity of the transmission window can be reduced by reducing the thickness of the transmission window, the temperature controllability of the wafer W for each zone can be further improved.
[0029]
Furthermore, by forming concentric slits corresponding to a plurality of concentrically arranged lamps in the reinforcing member, it is possible to efficiently use the radiant heat of the lamps for heating the wafer W. Further, by providing a slit in the reinforcing member, there is no other than a transparent or translucent transmission window between the lamp and the wafer W, so that the heating of the wafer W can be controlled more accurately.
[0030]
[Optimal mode for carrying out the invention]
Other objects and further features of the present invention will become more apparent from the following detailed description, taken in conjunction with the accompanying drawings.
[0031]
FIG. 9 is a diagram illustrating the structure of a heat treatment system in an embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a cross-sectional view of the same heat treatment system taken along line AA in FIG. FIG. 11 is a plan view of a support frame member, and FIG. 12 is a plan view showing an arrangement of a tubular heating lamp.
[0032]
As shown in the figure, the heat treatment system 40 includes a cylindrical processing container 42 made of, for example, stainless steel, aluminum, or the like. A processing gas nozzle 44 for introducing a processing gas required for the processing container 42 is provided on an upper side wall of the processing container 42, and an exhaust port 46 is provided on a side wall of the processing container 42 opposite to the nozzle 44. The inside of the processing container 42 can be evacuated by providing a vacuum pump or the like (not shown) at the exhaust port 46.
[0033]
In the processing container 42, for example, a support ring 48 that functions as a mounting table formed in a circular ring shape is provided, so that an object to be processed such as the semiconductor wafer W can be supported. The support ring 48 is joined to an upper end of a leg 50 formed in a cylindrical shape. The support ring 48 forms a wafer holding portion 51 by notching an inner upper end in an L-shape in a circumferential direction. The back side of the periphery of the semiconductor wafer W as the object to be processed is in contact with the wafer holding unit 51. Thus, the wafer W is supported / held by the support ring 49.
[0034]
Since the temperature of the wafer W is, for example, as high as about 1000 ° C., the support ring is formed of ceramics having excellent heat resistance, for example, SiC. Further, a heat insulating material, for example, quartz glass is used for a connecting portion 53 between the support ring 48 and the leg 50 for the purpose of thermally protecting a magnet or the like described later provided on the leg 50.
[0035]
The magnet part 52 and the coil part 54 are respectively provided on the leg part 50 and the lower side wall of the processing vessel. Specifically, as shown in FIG. 10, the magnet portion 52 is formed of, for example, a pair of permanent magnets arranged on the outer peripheral surface of the leg portion 50 in the diametrical direction and separated from each other.
[0036]
The coil unit 54 includes a plurality of coil units 56 arranged on the inner wall surface of the processing container 42 at predetermined intervals (electrical angles) in the circumferential direction. These coil units 56 are installed so as to face the magnet unit 52 at a horizontal level with a slight gap. For example, an AC (electric) current having a predetermined phase difference is sequentially passed through the coil unit 56 in the circumferential direction. Thereby, a rotating magnetic field whose rotation speed can be controlled can be formed near the bottom of the processing container 42. Then, the magnet part 52 magnetically attracted by the rotating magnetic field is attracted so as to follow the rotation of the rotating magnetic field. Therefore, the leg 50 is rotated.
[0037]
In this case, the lower end of the leg 50 is not joined to the bottom of the processing container 42, and can float from there. Specifically, as shown in FIG. 9, a circular ring-shaped floating magnet portion 58 is attached to and fixed to the middle portion of the leg portion 50 along the outer peripheral wall thereof. The floating magnet portion 58 is, for example, a circular ring-shaped permanent magnet formed of a thin plate and extending in the horizontal direction.
[0038]
Here, it is assumed that the upper side of the levitation magnet unit 58 is the N pole and the bottom side is the S pole. A magnet holding concave portion 60 is formed on the inner peripheral wall of the processing container 42 so as to extend in the horizontal and circumferential directions so that the flange-like floating magnet portion 58 can be freely movably accommodated.
[0039]
The magnet holding recess 60 is formed in a ring shape along the circumferential direction of the processing container 42. Further, a plurality of floating magnet units 62 are provided at predetermined positions of the magnet holding recess 60 so as to magnetically apply a floating force to the floating magnet unit 58. Specifically, as shown in FIG. 10, the magnet unit 62 is provided with electromagnet portions 62 for levitation at equal intervals along the circumferential direction of the processing container 42. Each of the levitation electromagnet means 62 has upper coil units 62A, 62B and 62C and lower coil units 62a, 62b and 62c arranged so as to vertically sandwich the levitation magnet unit 58.
[0040]
The force of the electromagnet generated by each of the coil units 62A, 62B, 62C, 62a, 62b, and 62c, for example, the repulsive force, can be controlled by controlling the current that is individually applied to each coil unit. . In this case, the current causes the repulsive force of the electromagnet to be generated, and thereby, flows through each coil unit in such a direction as to generate a repulsive force to each of the coil portions with respect to the floating magnet portion 58. As a result, the leg portion 50, that is, the floating magnet portion 58 floats. Although not shown, a sensor for detecting the horizontal position and the height position of the leg 50 is also provided. Thereby, the current flowing through the coil unit is appropriately controlled.
[0041]
In one embodiment, legs 50 and support ring 48 are rotated in a non-contact manner by magnetic levitation. However, the legs 50 may be rotatably supported by bearings at the bottom of the processing container 42 and may be rotated by magnetic coupling by magnets disposed outside the processing container 42. Alternatively, the support ring may be rotated about a rotation axis as shown in FIG.
[0042]
The upper portion of the processing container 42 is open, and in this position, the support frame member 66 is provided via a sealing member 64 such as an O-ring. Further, a transparent transmission window 68 made of quartz glass is hermetically mounted on the support frame member 66 in the circumferential direction via a sealing member 70 such as an O-ring. Specifically, the pressure resistance of the transmission window 68 is improved because the upper surface of the support frame member 66 is in contact with the lower surface of the transmission window 68. For example, the entire support frame member 66 is made of a material such as aluminum or stainless steel that does not cause a problem such as metal contamination. As shown in FIG. 11, the support frame member 66 has a circular ring-shaped periphery, and a plurality of support frames 72 are formed in parallel with each other at substantially equal intervals inside the periphery. In the figure, the number of support frames is five. However, actually, for example, ten or more pieces corresponding to the diameter of the wafer W are provided.
[0043]
Further, the plurality of support frames 72 are provided in parallel in this example, but the structure of the support frame is not limited to this. For example, a plurality of support frames can be provided so as to be orthogonal to each other so as to form a lattice shape. By providing the support frame member 66 that supports the transmission window 68 on the surface, it is possible to maintain high pressure resistance even when the thickness of the transmission window 68 is reduced. When the number of the support frames 72 increases, the pressure resistance of the transmission window is improved. However, in consideration of the amount of radiant heat generated by the heating lamp system 86 to be transmitted to the transmission window, the aperture ratio (the ratio of the area through which the radiant heat can pass) is preferably set to 60% or more. In this case, specifically, for example, the width L1 of each support frame 72 is on the order of 12 mm, and the interval L2 between each adjacent support frame 72 is on the order of 16 mm.
[0044]
Further, as shown in FIG. 11, a temperature control medium path 74 is provided in the periphery of the support frame member 72 and the support frame member 66 by drilling using a drill. One end of each path 74 is commonly connected to an inlet header 78 having a medium inlet 76. Further, the other end is commonly connected to an outlet header 82 having an outlet header 80. Thereby, when heating is performed, heated water or the like is flown. When cooling is performed, cooling water or the like is caused to flow. Thus, the support frame member 66, and thus the transmission window 68, is heated or cooled such that the temperature is controlled. In this case, specifically, for example, the diameter L3 of each medium path 74 is about 3 mm.
[0045]
A lamp box 84 is provided on the transmission window 68. The heating lamp system 86 is provided in the lamp box 86 and heats the semiconductor wafer W in the processing container 42 by radiant heat generated from the heating lamp system 86. Specifically, as shown in FIG. 12, the heating lamp system 86 is arranged in a concentric manner so as to correspond to the semiconductor wafer W having a substantially circular shape, and has a plurality of tubular shapes provided with electric terminals 92 at both ends. It has a heating lamp 90. In the example shown in FIG. 12, a plurality of types of substantially semicircular cylindrical double-end types having different bending radii, substantially semicircular, and arc shapes are paired with the heating lamp 90, and the pair of the heating lamps 90 are substantially circular. Are arranged concentrically so as to correspond to. An electric terminal 92 of each heating lamp 90 is connected to a power supply line (not shown). In each tubular heating lamp 90, a filament 94 (see FIG. 9) is provided so as to be connected between two terminals 92. Therefore, each heating lamp 90 is, for example, a halogen lamp.
[0046]
The concentric tubular heating lamps 90 heat a plurality of concentric zones, that is, for example, an inner peripheral zone 96A, a middle peripheral zone 96B, and an outer peripheral zone 96C on the surface of the wafer W as shown in FIG. Used for In the example of FIG. 12, the heating lamps 90 are arranged so as to form a single circle in the inner circumferential zone 96A, a double circle in the middle circumferential zone 96B, and a double circle in the outer circumferential zone 96C. However, in practice, a larger number of different diameter circular lamps are provided.
[0047]
As shown in FIG. 9, a reflector 98 having a substantially semicircular or trapezoidal cross section is mounted on each of the tubular heating lamps 90. Thereby, the reflected light is given to the wafer W. In FIG. 12, the display of the reflection plate 98 is omitted.
[0048]
The tubular heating lamp 90 is connected to the lamp control unit 200 for each zone. Further, as shown in FIG. 9, a plurality of radiation thermometers corresponding to each zone are provided at the bottom of the processing container 42, and the temperatures of the heating lamps 90 are individually obtained through the respective radiation thermometers 202. Each zone is controlled according to the feedback based on the temperature of the wafer. Therefore, the temperature of the wafer W is maintained at a predetermined uniform temperature over the entire surface, particularly in the radial direction.
[0049]
Further, as shown in FIG. 9, a medium path 204 is formed on the side wall and the bottom plate of the processing container 42 over substantially the entire periphery of the processing container 42 for passing the temperature control medium therein. A temperature control medium enters the medium path 204 from a medium inlet 204A provided in a part of the side wall, and a temperature control medium exits from a medium outlet 204B provided in another part of the side wall. This temperature control medium may be the same as the temperature control medium used to flow in the medium path 74 provided in the support frame member 66. The temperature control medium is used to cool or heat the processing container so as to control the temperature of the processing container according to the processing requirements to be performed on the wafer W. The temperature control medium passing through the medium path 74 of the support frame member 66 and the temperature control medium passing through the medium path of the processing container 42 may be independent systems so that temperature control can be performed independently. Alternatively, a system can be provided in which the temperature control medium flows continuously through the media paths 74 and 104.
[0050]
In FIG. 9, the gate valve 206 is opened and closed when the semiconductor wafer W is carried into and out of the processing container 42. Further, although not shown, lifter pins for moving the wafer W up and down that operate when the wafer W is loaded and unloaded are also provided at the bottom of the processing container 42.
[0051]
The operation of the heat treatment system according to the embodiment of the present invention will be described here.
[0052]
First, the semiconductor wafer W is loaded from a load lock chamber or the like (not shown) through the opened gate valve 206 into the processing container 42 maintained in a vacuum state. The wafer W is arranged and held on the wafer holding portion 51 of the support ring 48 using the lifter pins.
[0053]
After the transfer of the wafer W is completed, the gate valve 206 is closed, the processing container 42 is closed, and a predetermined processing gas corresponding to the processing to be performed on the wafer W is supplied through the processing gas nozzle 44 to the processing container 42. And the pressure in the processing vessel 42 is reduced to create a vacuum therein. Next, a predetermined processing pressure is maintained in the processing container 42. For example, when a film forming process is performed on the wafer W as a heat treatment, the film forming gas is N ₂ It is introduced into the processing space S in the processing container 42 together with a carrier gas such as a gas.
[0054]
The heating lamp system 86 provided on the ceiling of the processing container is driven so that the heating lamp 90 is turned on. The heat rays generated by the heating lamp system 86 enter the processing space S through the transparent transmission window 68. Since the heat rays are given to the upper surface of the semiconductor wafer W, the surface of the wafer W is heated to a predetermined temperature. And it is maintained at this temperature.
[0055]
At the same time, an AC (electric) current having a predetermined phase difference sequentially flows through each coil unit 56 of the coil unit 54 provided at the lower portion inside the processing container 42. Thus, a rotating magnetic field having a predetermined rotation speed is formed inside the processing container 42 (see FIG. 10). The magnet 52 of the leg 50 moves so as to follow the rotating magnetic field. Therefore, the leg 50 and the support ring 48 are rotated. As a result, the semiconductor wafer W held by the support ring 48 is rotated during the heat treatment. Therefore, the state where the temperature is uniform over the surface of the wafer W is maintained.
[0056]
Further, at this time, the upper and lower coil units 62A, 62B, 62C, 62a, 62b, and 62c of the three magnets 62 for floating provided in the magnet holding concave portion 60 of the processing container 42 have the inside thereof. An electric current is flowing, whereby a repulsive force is generated between the coil units and the flange-shaped floating magnet portion 58 located between the coil units. Due to the repulsive force, the flange-shaped floating magnet portion 58 and the leg 50 integrated therewith float up. Therefore, the leg 50 is rotated in a state of magnetic levitation. As a result, the leg 50 is stably rotated while magnetically levitating. Thus, the leg 50 is supported in a non-contact manner without using a bearing or the like. As a result, problems such as generation of particles and metal contamination due to friction are avoided.
[0057]
Further, the bottom surface of the transmission window 68 is firmly supported in surface contact with a support frame member 66 having a plurality of support frames 72 so that the pressure resistance of the transmission window 68 is considerably improved. ing. Therefore, the thickness of the transmission window 68 can be reduced. For example, in the prior art system shown in FIG. 5, the thickness of the transmission window is 30-40 mm for a diameter of 400 mm. However, in the embodiments of the invention described above, a thickness of the order of 2 to 5 mm is sufficient. Therefore, the thickness t of the transmission window 68 can be significantly reduced. By reducing the thickness t of the transmission window 68, the distance D between the surface of the wafer W and the heating lamp system 86 can be reduced. Thereby, it is possible to improve the directivity of the radiant heat from the heating lamp system 86.
[0058]
Further, as shown in FIG. 11, the medium path 74 is provided in the support frame 72 of the support frame member 66 when cooling. The flow of a coolant, for example, a temperature control medium such as cold water, allows the support frame member 66, and thus the transmission window 68 thereon, to be cooled to a temperature on the order of room temperature of the processing vessel 42. Therefore, generation of metal contamination due to melting of the support frame member 66 and adhesion of reaction by-products to the bottom surface of the transmission window 68 or the surface of the support frame member 66 can be avoided particularly in the film forming process. Further, by controlling the cooling temperature to a constant temperature by controlling the temperature and / or the flow rate of the coolant, the thermal influence of the support frame member 66 and the transmission window 68 on the wafer W is always constant. Therefore, there is no difference in the degree of heat treatment performed on each wafer W, which is sensitive to heat. Thereby, reproducibility can be remarkably improved. If the transmission window 68 is to be heated as required by the process, a heating medium is passed to the passage 74.
[0059]
Similarly, when cooling is performed, a temperature control medium, for example, a coolant such as cold water, flows through the medium paths provided on the side wall and the bottom plate of the processing container 42 as described above. Thereby, the side wall and the bottom plate of the processing container 42 are cooled so that substantially all of their surfaces enter a state of a completely cold wall. Therefore, it is possible to avoid the reaction by-product or the film formed in the film forming process or the like from adhering to the inner wall of the processing device 42. Further, in this case, by controlling the temperature and / or the flow rate of the coolant so that the cooling temperature is constant, the reproducibility of the heat treatment on the wafer W can be improved for the same reason as described above.
[0060]
Therefore, the upper part of the processing container 42, that is, the transmission window 68, the side wall, the bottom wall, and the like are prevented from adhering reaction by-products, film formation, and the like. Therefore, the amount of generated particles is reduced, and the frequency of the operation of cleaning the processing container 42 and the like can be reduced.
[0061]
The specific control temperatures of the transmission window 68, the side wall, and the bottom plate of the processing container 42 when the film forming process is performed as the heat treatment will be described here. In order to avoid adhesion of reaction by-products or film formation, use SiH ₂ Cl ₂ And NH ₃ When a silicon nitride film is deposited using ₄ The temperature is maintained, for example, on the order of 150 to 500 ° C. in order to avoid adhesion of Cl or the like. SiH ₄ Or Si ₂ H ₆ When a polysilicon film is deposited by using, the temperature is maintained, for example, on the order of 0 to 400 ° C. Ta ₂ (OC ₂ H ₅ ) ₅ (Pentaethoxy tantalum) or the like ₂ O ₅ Is deposited, the temperature is maintained, for example, at less than 150 ° C. in order to avoid the deposition of the raw material gas or the liquefied by-product. The temperature was measured using SIO using TEOS. ₂ When depositing a film, the temperature is maintained, for example, on the order of 100 to 200 ° C. to avoid adhesion of TEOS itself.
[0062]
In the above embodiment, the heating lamp system 86 includes concentrically arranged tubular heating lamps 90 formed to have a substantially semi-circular shape, and the power supplied to the lamps 96 is controlled for each zone, respectively. It is individually controlled through the control of the unit 200. Therefore, first, as compared with the case of using a single-ended lamp as shown in FIGS. 5 and 6, a large amount of radiant heat generated from the lamp 90 is not reflected, but is supplied directly to the wafer W. . Therefore, the wafer W can be efficiently heated.
[0063]
Further, as described above, the periphery of the wafer W emits a relatively large amount of heat as compared with the center. In order to deal with such a situation in the above embodiment, the lamp 90 is arranged concentrically as described above, and the supply power is controlled for each concentric zone, thereby improving the directivity of the lamp and improving the wafer directivity. Temperature control can be performed with high accuracy along the radial direction of W. Accordingly, it is possible to effectively control the temperature of the surface of the wafer W to be uniform over the surface of the wafer W. The directivity can also be improved by reducing the thickness t of the transmission window 68 as described above.
[0064]
In the example of FIG. 12, each heating lamp 90 is formed to have a semicircle. However, the opening angle of the arc shape is not limited to this, and each heating lamp 90 is formed in an arc shape having an opening angle of 90 ° C. (１／ arc) and an arc shape having an opening angle of 60 ° C. (1/6 arc). Etc. can also be formed. Furthermore, it is also possible to combine arc-shaped tubular heating lamps with different opening angles for different zones.
[0065]
As shown in FIG. 13, it is also possible to use a substantially circular ring-shaped tubular heating lamp 19A in which only a part of a circle is cut away.
[0066]
Further, as shown in FIGS. 14 and 15, in the support frame member 66, a support frame 72A including a temperature control medium path 74A is formed by an arc in which the support frames 72A are concentrically arranged as shown in FIG. It can be shaped so as not to block the radiant heat emitted from the shaped tubular heating lamp 90C. In this example, as shown in FIG. 15, the slit 72B is formed at a position corresponding to the position of each arc-shaped tubular heating lamp 90C as shown in FIG. Therefore, the radiant heat emitted by the lamp 90C can effectively reach the wafer W through the transmission window 68, and is therefore efficiently used for heating the wafer W. Further, in the structure shown in FIGS. 14 and 15, since each lamp 90C faces the wafer W without being interrupted by the support frame 72A through the respective slit 72B, each lamp 90C directly connects the respective zone of the wafer W. It becomes possible to heat. Therefore, the temperature of the wafer W can be controlled with higher accuracy. Therefore, the temperature controllability of the wafer W is improved.
[0067]
Further, as shown in FIG. 16, a multipurpose and inexpensive multiple linear rod-shaped tubular heating lamp 90B arranged substantially concentrically with respect to each zone may be used. In this case, the length of each direct rod-shaped heating lamp 90B should be different to correspond to the curvature of the respective zone.
[0068]
Furthermore, it is also possible to appropriately combine these straight tubular heating lamps 90B with the arc-shaped tubular heating lamps 90 and 90A described above.
[0069]
Further, in a situation in which film formation or deposition of reaction by-products is not serious and / or does not cause a serious problem due to the processing, providing the medium path 204 from the side wall and bottom of the processing container 42 as shown in FIG. 17 is omitted. It is also possible.
[0070]
Further, in the above embodiment, the processing is performed under reduced pressure or a vacuum atmosphere such as a CVD process. However, when the heat treatment is performed in an atmospheric pressure atmosphere or an atmosphere close to the atmospheric pressure atmosphere such as an annealing process or a diffusion process, as shown in FIG. 9, the supporting frame member 66 is increased in order to increase the pressure resistance of the transmission window. There is no need to provide. In this case, as shown in FIG. 18, the transmission window 68 is installed directly on the ceiling of the processing container 42 via only the O-ring 64. Thereby, the distance D between the surface of the wafer W and the heating lamp system 86 can be further reduced. Accordingly, the directivity of the heating lamp system 86 is further improved, and therefore, the accuracy of the temperature control for each zone can be further improved.
[0071]
In the above embodiment, the support frame member 66, the transmission window 68, and the heating lamp system 86 are installed on the upper portion of the processing container 42. However, it is also possible to place them at the bottom of the processing vessel 42 or at each of the top and bottom.
[0072]
The object to be processed is the semiconductor wafer W in the present embodiment, but the present invention can be applied to a glass substrate, an LCD substrate, and the like.
[0073]
Further, all the heat treatment systems according to the present invention can be applied to a film forming process such as a CVD process other than the above-described annealing process, an oxidation process, and the like.
[0074]
In each embodiment of the present invention, it is also possible to rotate the heating lamp system with respect to the arrangement portion of the wafer W. This makes it possible to heat the wafer W more uniformly.
[0075]
Furthermore, the present invention is not limited to the above embodiments, and changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention.
[0076]
This application is based on Japanese Patent Application Nos. 2000-119997 and 2000-199998 filed on April 20, 2000, the entire contents of which are incorporated herein by reference.
[Brief description of the drawings]
FIG.
It is a figure showing the 1st example of the heat treatment system in the prior art.
FIG. 2
It is a figure showing the 2nd example of the heat treatment system in the prior art.
FIG. 3
(A) is a graph showing the relationship between the directivity of the heating lamp and the distance from the lamp, and (B) is a graph showing the relationship between the directivity of the heating lamp and the distance from the lamp.
FIG. 4
It is sectional drawing of the transmission window of a dome shape in an example.
FIG. 5
It is the 3rd example of the heat processing system in a prior art.
FIG. 6
FIG. 6 shows the arrangement of the heating lamps of the system shown in FIG. 5.
FIG. 7
14 is a fourth example of another processing system according to the related art.
FIG. 8
FIG. 8 shows the arrangement of the heating lamps of the system shown in FIG. 7.
FIG. 9
FIG. 2 is a side sectional view of a heat treatment system according to one embodiment of the present invention.
FIG. 10
FIG. 10 is a cross-sectional view of the heat treatment system, taken about line AA in FIG. 9.
FIG. 11
FIG. 10 is a plan view of a support frame member of the heat treatment system shown in FIG. 9.
FIG.
It is a top view of arrangement | positioning of the heating lamp of the heating lamp system of the heat treatment system shown in FIG.
FIG. 13
FIG. 10 is a plan view of another arrangement of heating lamps of a heating lamp system that may be used in the heat treatment system shown in FIG. 9.
FIG. 14
FIG. 10 is a plan view of another arrangement of heating lamps of a heating lamp system that may be used in the heat treatment system shown in FIG. 9.
FIG.
FIG. 15 is a plan view of another support frame member that may be used with the heat lamp system shown in FIG. 14 in the heat treatment system shown in FIG. 9.
FIG.
FIG. 10 is a plan view of another arrangement of heating lamps of a heating lamp system that may be used in the heat treatment system shown in FIG. 9.
FIG.
FIG. 10 is a side cross-sectional view of a heat treatment system according to a modification of the embodiment of the present invention shown in FIG. 9, in which a medium path for temperature control is omitted from a side wall and a bottom plate of the processing container.
FIG.
FIG. 10 is a side cross-sectional view of a heat treatment system in another modification of the first embodiment of the present invention shown in FIG. 9, wherein the heat treatment is performed at atmospheric pressure.

Claims

A heat treatment system that performs a predetermined heat treatment by applying radiant heat to a substantially circular object using a heating lamp system,
The heating lamp system has a plurality of lamps concentrically arranged to correspond to the object to be processed,
A heat treatment system in which the plurality of lamps are individually controlled for each zone of the object.

The heat treatment system according to claim 1, wherein each of the zones has a concentric shape.

The heat treatment system according to claim 1, wherein the plurality of lamps are arc-shaped lamps.

The heat treatment system according to claim 1, wherein the plurality of lamps are rod-shaped lamps.

The heat treatment system according to claim 1, wherein the plurality of lamps are arranged to form a plurality of concentric circles having different radii.

A transmission window between the heating lamp system and the object,
The heat treatment system according to claim 1, further comprising a reinforcing member for reinforcing the transmission window.

7. The heat treatment system according to claim 6, wherein the reinforcing member includes a plurality of members arranged in parallel.

7. The heat treatment system according to claim 6, wherein the reinforcing member has concentric slits corresponding to a plurality of lamps arranged concentrically.

9. The heat treatment system according to claim 8, wherein each of the slits has an arc shape.

The apparatus further includes a sealed processing container in which the object to be processed is sealed and processed in a reduced-pressure atmosphere,
The transmission window is provided airtight as a part of the processing container,
7. The heat treatment system according to claim 6, wherein the heating lamp system is provided outside the processing container, and applies radiant heat to the object to be processed in the processing container through the transmission window.